Посттрансляционная модификация белков
К основным реакциям процессинга относятся:
1. Удалениес N-конца метионина или даже нескольких аминокислот специфичными аминопептидазами.
2. Образование дисульфидных мостиков между остатками цистеина.
3. Частичный протеолиз – удаление части пептидной цепи, как в случае с инсулином или протеолитическими ферментами ЖКТ.
4. Присоединение химической группы к аминокислотным остаткам белковой цепи:
· фосфорнойкислоты – например, фосфорилирование по аминокислотам Серину, Треонину, Тирозину используется при регуляции активности ферментов или для связывания ионов кальция,
· карбоксильнойгруппы – например, при участии витамина К происходит γ-карбоксилирование глутамата в составе протромбина, проконвертина, фактора Стюарта, Кристмаса, что позволяет связывать ионы кальция при инициации свертывания крови,
· метильнойгруппы – например, метилирование аргинина и лизина в составе гистоновиспользуется для регуляции активности генома,
· гидроксильнойгруппы – например, присоединение ОН-группы к лизину и пролину с образованием гидроксипролина и гидроксилизина необходимо для созревания молекулколлагена при участии витамина С,
· йода– например, в тиреоглобулине присоединение йода необходимо для образования предшественников тиреоидных гормонов йодтиронинов,
5. Включение простетическойгруппы:
· углеводныхостатков – например, гликирование требуется при синтезе гликопротеинов.
· гема– например, при синтезе гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы,
· витаминныхкоферментов – биотина, ФАД, пиридоксальфосфата и т.п.
6. Объединение протомеров в единый олигомерный белок, например, гемоглобин, коллаген, лактатдегидрогеназа, креатинкиназа.
Фолдинг белков
Фолдинг – это процесс укладки вытянутой полипептидной цепи в правильную трехмерную пространственную структуру. Для обеспечения фолдинга используется группа вспомогательных белков под названием шапероны (chaperon, франц. – спутник, нянька). Они предотвращают взаимодействие новосинтезированных белков друг с другом, изолируют гидрофобные участки белков от цитоплазмы и "убирают" их внутрь молекулы, правильно располагают белковые домены.
В целом шапероны способствуют переходу структуры белков от первичного уровня до третичного и четвертичного.
При нарушении функции шаперонов и в отсутствии фолдинга в клетке формируютсябелковые отложения – развивается амилоидоз. Насчитывают около 15 вариантов амилоидоза.
Трансляция является хорошей мишенью для лекарств
Многие вещества обладают способностью связываться с элементами рибосом или другими факторами трансляции. Некоторые из этих веществ используются в качестве лекарственных средств, которые в состоянии действовать на разных уровнях трансляции, например:
Инактивация факторов инициации
· интерферонактивирует внутриклеточные протеинкиназы, которые, в свою очередь, фосфорилируют белковый фактор инициации ИФ-2 и подавляют его активность.
Нарушение кодон-антикодонового взаимодействия
· стрептомицинприсоединяется к малой субъединице и вызывает ошибку считывания первого основания кодона.
Блокада стадии элонгации
· тетрациклиныблокируют А-центр рибосомы и лишают ее способности связываться с аминоацил-тРНК,
· левомицетинсвязывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует пептидил-трансферазу,
· эритромицинсвязывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует транслоказу,
· пуромицинпо структуре схож с тирозил-тРНК, входит в А-центр рибосомы и участвует в пептидил-трансферазной реакции, образуя связь с имеющимся пептидом. После этого комплекс пуромицин‑-пептид отделяется от рибосомы, что останавливает синтез белка.